Проект 1. Инкубатор, собранный на Arduino UNO

Фермерам-гикам посвящается! Если вам нравится разводить и выращивать кур, то это статья для вас. Для тех, кто планирует самостоятельно конструировать инкубатор. Для него же наверняка придется придумывать автоматику. Дешевле и проще контроллера Ардуино на рынке не найти. Можно конечно найти и готовые устройства, и готовое оборудование, и готовые терморегуляторы… Но на вкус и цвет, как говорится… Для творческий людей мы рассмотрим, как строится наш ардуино инкубатор! Из этой статьи вы узнаете:

Об инкубаторе… Внутреннее устройство инкубатора Программа для инкубатора

Привет ребят! Как ваши дела? С вами автор блога КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика), Сёма. На фирме я занимаюсь очередным интересным проектом — сушилкой для зерна. Проект я пишу на Codesys3.5 — в ближайшем будущем планирую опубликовать статью и выложить видео интерфейса, так что подписывайтесь на новости блога, чтобы не пропустить интересную публикацию. В в этом посте мы рассмотрим с вами проект на Ардуино. Это разработка устройства для инкубатора. Я думаю тема эта актуальна и интересна, так что приступаем…

Об инкубаторе…

Инкубатор- это аппарат для искусственного выведения молодняка различных птиц из яиц. По классификации их делят на следующие группы:

Конвейерные
Единовременные

В конвейерных инкубаторах Яйца постепенно докладываются. Судя по названию «единовременные» понятно, одновременно закладывается партия яиц до полной загрузки инкубатора. Вот таким образом выглядит готовое устройство: Готовый инкубатор На рынке множество разных видов аппаратов, начиная с огромных шкафов и заканчивая маленьким бытовой техникой размером с хлебопечку. Всё зависит от целей и задач, которые ставят перед собой люди. Если есть вопросы конкретно по конструкции, по лоткам, по технологии. Я рекомендую посетить вот этот сайт. Я не знаю автора данного сайта, но мне очень понравилось, как он подробно расписал работу инкубатора и технологию выращивания молодняка.

Внутреннее устройство инкубатора

С чего мы начнём? Из каких основных элементов состоит сам инкубатор? В чём смысл технологического процесса? Самыми основными регулируемыми параметрами являются температура и влажность. Сложный инкубатор на 100-500 яиц должен обладать следующим функционалом:

Измерение температуры и влажности и вывод данных на экран;
Точное регулирование вышеназванных физических величин;
Управление автоматическим поворотом лотков через определённый промежуток времени;
Управление вентиляторами;

Рассмотрим управление простейшим инкубатором на 10 яиц. Без всяких ПИД — законов и сложных премудростей. (для тех кто не знает, что такое ПИД — регулирование, это регулятор для точного поддержания температуры). Для управления микроклиматом в инкубаторе я использую следующие исполнительные механизмы — обычную лампочку накаливания на 75 W или на 100 W и вентилятор на 220 В. Принципиальная схема подключения всех элементов схемы к Arduino UNO: Для более сложных устройств для инкубаторов на 100-500 яиц обычно ставят вот такие механизмы:

ТЭН (нагреватель);
Генератор влажности (туманогенератор);
Мотор-редуктор для поворота лотков;
Вентилятор для улучшеной конвекции воздуха;

Так как площадь и объём инкубатора получается больше, то нужно ставить несколько датчиков и нагревательных элементов. Яйца обязательно нужно прогревать при определённой температуре (38-39 С°) и влажности. Что можно поставить из аппаратной части:

Основной «мозг» — Arduino UNO;
LCD дисплей 16×2 — на базе чипа HD44780;
Датчик температуры и влажности — DHT22;
Часы реального времени — DS1307;
Датчик температуры цифровой - DS18B20;

Теперь рассмотрим скетч для Ардуино…

Программа для инкубатора

Смысл программы заключается в том, чтобы поддерживать температуру с помощью лампочки по датчику температуры DHT22 и выводить все данные на LCD — экран. О подключении сенсора я писал в этой статье. Не забываем подключать все недостающие библиотеки для корректной работы с модулями. Скетч будет выглядеть примерно так:

// Датчик температуры и влажности #include "DHT.h"  // LCD - экран #include <Wire.h> #include <Adafruit_MCP23017.h> #include <Adafruit_RGBLCDShield.h>  // Ввод сенсора температуры и влажности #define DHTPIN 2 // what pin we're connected to #define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302) // Инициализация датчика температуры и влажности DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);  // LCD - экран Adafruit_RGBLCDShield lcd = Adafruit_RGBLCDShield();  // Реле #define RELAYPIN 3  void setup() {  Serial.begin(9600);   // Пишем в LCD с указанием номеров столбцов и строчек:   lcd.begin(16, 2);  lcd.print("Lets Hatch Some");  lcd.setCursor(0,1);  lcd.print("EGGS!!!");  lcd.setBacklight(0x1);    // Устанавливаем датчик температуры и влажности  dht.begin();    // Устанавливаем реле  pinMode(RELAYPIN, OUTPUT); }  void loop() {  // задержка между измерениями.  delay(2000);   // Чтение параметров температуры и влажности занимает около 250 мс!!  // Датчик очень медленный, показания могут не изменяться до 2 секунд  float humidity = dht.readHumidity();  float temp = dht.readTemperature(true);    // Если произошла ошибка, то выдаётся сообщение на экран.  if (isnan(humidity) || isnan(temp)) {  Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");  return;  }    if (temp < 100) {  digitalWrite(RELAYPIN, HIGH);  } else if (temp > 101) {  digitalWrite(RELAYPIN, LOW);  }     lcd.setCursor(0,0);  lcd.print("H: ");   lcd.print(humidity);  lcd.print(" % ");  lcd.setCursor(0,1);  lcd.print("T: ");   lcd.print(temp);  lcd.print(" F "); }

// Датчик температуры и влажности

#include "DHT.h"

// LCD - экран

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_MCP23017.h>

#include <Adafruit_RGBLCDShield.h>

// Ввод сенсора температуры и влажности

#define DHTPIN 2 // what pin we're connected to

#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)

// Инициализация датчика температуры и влажности

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// LCD - экран

Adafruit_RGBLCDShield lcd = Adafruit_RGBLCDShield();

// Реле

#define RELAYPIN 3

void setup() {

Serial.begin(9600);

// Пишем в LCD с указанием номеров столбцов и строчек:

lcd.begin(16, 2);

lcd.print("Lets Hatch Some");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("EGGS!!!");

lcd.setBacklight(0x1);

// Устанавливаем датчик температуры и влажности

dht.begin();

// Устанавливаем реле

pinMode(RELAYPIN, OUTPUT);

}

void loop() {

// задержка между измерениями.

delay(2000);

// Чтение параметров температуры и влажности занимает около 250 мс!!

// Датчик очень медленный, показания могут не изменяться до 2 секунд

float humidity = dht.readHumidity();

float temp = dht.readTemperature(true);

// Если произошла ошибка, то выдаётся сообщение на экран.

if (isnan(humidity) || isnan(temp)) {

Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");

return;

}

if (temp < 100) {

digitalWrite(RELAYPIN, HIGH);

} else if (temp > 101) {

digitalWrite(RELAYPIN, LOW);

}

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("H: ");

lcd.print(humidity);

lcd.print(" % ");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("T: ");

lcd.print(temp);

lcd.print(" F ");

}

Библиотеки по LCD — экрану можно скачать отсюда, а по датчику температуры и влажности вот здесь. Если библиотека последняя библиотека не встанет, у меня так и случилось, то попробуйте подключить вот эту. Успешных вам внедрений, уважаемые друзья!! Я уже уморил вас своей статьёй, до скорого…

С уважением, Гридин Семён

Комментариев к статье: 24

Владимир

Скейч не весь?
- Гридин Семён
  
  Нет, этот скетч с облегченным функционалом.
Александр

Датчики dht22 в инкубаторах долго не живут. Лучше sht21 или ds18b20. Это из опыта.
Александр

И реле лучше заменить на твёрдотельное. У него ресурс выше.
- Гридин Семён
  
  В планах я собираюсь попробовать датчик DS18B20. Dht я все равно воспринимаю как игрушку. Точность слабая, ничем не защищён. Максимум для термостата в комнате можно использовать. Вообще термопары лучше всего. У них температурный диапазон достаточно большой, единственный минус — провода нужны специальные, а они, как правило, дорогие.
  - Александр
    
    Датчик ds18b20 неплохой, но для инкубатора что то поточнее желательно. Термопара лучше, согласен. В узком диапазоне температур можно точно откалибровать. На откалиброваном датчике температура плавает ±0.5℃.
  - Игорь
    
    Для подключения термопары будет достаточно кабеля ВВГ 3×1.5. Продается в любом магазине торгующем электрикой. Не забивайте себе голову не нужной инфой. Земли две(одна виртуальная), а сигнальный один. Виртуальную землю не сложно реализовать тонкомпенсацией(RC-цепь). Если не требуется точность до сотых долей градуса, то земли на входе ардуины можно объединить. Да и применяется трехпроводное или четырех проводное подключение на производстве, где расстояния большие и много силовых полей от различных приводов. В домашних условиях или на ферме таких условий нет. Так что дерзайте не шарахайтесь от термопар!
  - Гридин Семён
    
    Игорь, добрый день, не совсем так, у термопары свой сплав. Насчёт Ардуино не знаю, не пробовал. Но на других приборах медные провода дают жуткую погрешность.
  - Игорь
    
    Про специальные провода:
    
    www.youtube.com/watch?v=O…gjGNQ&t=233s
  - Константин
    
    Уважаемый Семен,если у Вас есть скеч по Вашей разработке инкубатора на ds18b20 и схема скиньте.
  - Гридин Семён
    
    То не моя разработка, все что есть, в статье…
Гридин Семён

Там, насколько я помню температура должна поддерживаться в районе 38 градусов. В идеале температуру надо поддерживать по ПИД-закону.
- Александр
  
  Совершенно согласен. Только ПИД. Температура должна меняться в зависимости от времени инкубации. Без ПИД регулятора нужно точно подбирать мощность нагревателя. И на разогрев ставить дополнительный.
Николай

Можно полный код программы
Гридин Семён

К сожалению, полного кода у меня нету :((
IancuStarPlus

кому нужен скетч для инкубатора с следуюшими компонентами : дисплей nokia 5110, arduino nano/uno , DHT22, buzer, пара реле и 3 кнопки пишите отдам бесплатно,, miancu@mail.ru
Сергей

Кому интересно, я собрал и опробовал инкубатор своими руками. Схему нарисовал в Visio.

Собран инкубатор на базе термостата ТС-80. Для перевертывания яиц используется: готовое реле времени, мотор с редуктором передача на вал с резьбой гибким тросиком от спидометра авто и с помощью рычагов перемещаются два лотка с яйцами. Имеются 2 аккумулятора по 12 вольт для резервного питания на случай отключения эл. энергии. Температура регулируется регулятором температуры, купленной через Алиэкспресс.
- Гридин Семён
  
  День добрый, очень интересно, может есть у вас какая-нибудь обзорная статья с фотографиями, я мог бы опубликовать ваш проект с ссылкой на страницу в соц. сети например.
  - Сергей
    
    Я могу снять видео по работе инкубатора, сделать фото узлов, принципиальную схему и описание схемы и работы инкубатора. Куда выслать эту информацию? Пришлите запрос на мою почту и я отправлю тебе документацию.
Женя Поляков

21 век, программируемые контроллеры, а вы лампочкой инкубатор греете. При этом ни переворота, ни регулирования влажности нет. Какой смысл в таком инкубаторе? Никакого. При этом это даже не пид контроллер, а просто тупое управление реле по температуре. Это все, на что вы способны?
- Гридин Семён
  
  День добрый, проект не мой, запись старая. Она просто висит, может кому-то будет нужна, я давно не обновлял информацию.
  
  Зато это реально рабочая схема, для инкубаторщиков часто бывает достаточно и этого функционала.
Влад

Здравствуйте. Не поможете реализовать переворот яиц на ардуино, как можно простой. Я в этом полный ноль. Спасибо
аретм

А почему не используете твердотельное реле вместо одноканального?
Игорь

доброго времени суток. железо : шилд 1602, уно р3, 18б20 температура на яйце, дшт21 температура и влажность регулировки, переворот каждые 3 часа и проветривание надо подбирать под свой объем инкубатора и мощность вентилятора(секунды минуты) вот скетч без меню drive.google.com/file/d/1…view?usp=sharing

Проект 1. Инкубатор, собранный на Arduino UNO

Об инкубаторе…

Внутреннее устройство инкубатора

Программа для инкубатора

Вам так же может быть интересно